准固态3D打印电池具有更高的稳定性和密度

时间：2020-07-22 09:55 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

       中国3D打印网7月22日讯，从风力涡轮机到燃料电池以及各种不同的电池外壳，3D打印与能源行业持续相关。现在，来自我国和新加坡的研究人员正在探索以各种不同的结构设计进行3D打印独特结构（如独立式3D打印电极）的方法。
       作者（由新加坡科技大学设计学院的杨惠英领导）分享了他们在最新发表的“ 3D打印可压缩准固态镍铁电池”中的研究细节。高能量密度和更高的稳定性10,000次充电-充电循环。随着3D打印行业中的创新不断以用户需求（以及他们拒绝接受硬件，软件和材料方面的局限性）的加速增长的势头，通过电池来改善能量存储的工作正在取得进展。在这项最新研究中，将3D打印用于电池电极的快速原型制作，这些电极具有一系列不同的形状，不同的层和图案。
        尽管由于稳定的分散性和可调节的机械性能而普遍使用氧化石墨烯（GO）薄片，但是需要大量添加剂才能达到合适的粘度水平。研究人员一直在探索减少的GO材料，以制造“超轻型结构”，该结构可以轻松压缩并且具有导电性。

（图片提供：ACS Nano）
在这项研究中，作者将GO薄片与碳纳米管结合使用，将3D打印的晶格浸泡在氨水和硫酸镍中，从而在表面形成了Ni（OH）2纳米薄片。然而，在硝酸铁和氯化铁的晶格上进行实验时，他们发现了多孔αFe2O3纳米棒阵列的出现。
最终，随着杨和其他研究人员在研究中向前发展，他们能够生产出准固态电池，并对其进行了调整，以适应适当的尺寸，并可选择使用水性液体或聚合物凝胶氢氧化钾作为电解质。通过将四个设备连续连接在一起，它们能够成功点亮蓝色LED，证明电池可以正常工作。
该电池具有以下独特功能：
.压缩60％
.出色的循环稳定性（10,000次充放电循环后，容量保持率约为91.3％）
.超高能量密度（28.1 mWh cm-3和10.6 mW cm-3的功率）

作者总结说：“我们的工作为生产耐压储能设备开辟了一种新方法，有望在新一代可拉伸/可穿戴电子产品中应用前景广阔。接下来，我们将进一步研究具有高能量密度和高放电平台的3D打印水性充电电池，例如锌空气电池等。”

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